溫升仿真
關注創建者：楊曉木 創建時間：2019-11-26
溫升仿真的視頻教程
通電銅排的溫升仿真-基于ANSYS WORKBENCH中的Maxwell和FLuent
本教程主要講解了通電銅排在空氣中的溫升仿真計算。通過ANSYS Workbench仿真軟件，使用Maxwell模塊和Fluent模塊的耦合，計算得到通電銅排的溫升結果。并根據實際測試進行數據對比，仿真結果與實測數據相近。 視頻實例主要講解該案例的具體操作方法，包括建模、Maxwell模塊和Fluent模塊的詳細操作步驟；以及相關參數的設置；實測數據對比分析。
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Fluent電機穩態溫度場求解
本次課程以一款常見的永磁同步電機為例，進行電機的fluent穩態溫升仿真。 從電機三維建模、模型前處理、網格剖分、仿真求解設置、結果后處理等方面展開，內容囊括了fluent電機穩態溫升仿真的全流程。在各流程操作步驟講解中，會根據以往經驗，將仿真過程中遇到的典型問題詳盡講解。 ppt附件在文檔區自行下載。 項目咨詢可加QQ1176728535
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溫升仿真的實例教程
以此方法推測50mm^2線纜的溫升，如下：
50mm^2 cable線纜溫升仿真結果，200A~350A
仿真結果：環境溫度30 ° ，200A電流最高溫度為56.201 °（溫升26.2°），250A電流最高溫度70.94°（溫升40.94°），300A電流最高溫度88.95°（溫升58.95°），350A電流最高溫度為110.24°（溫升80.24°）。
最終的測試結果顯示，仿真方法一能模擬出真實的測試溫升。
銅排通電發熱溫升仿真分析
Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
Ansys electric desktop中Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
在電子設備中，熱一般是由電產生的，電流通過導體，由于電阻產生發熱，發出的熱量導致導體溫度升高，而一般導體的電阻率跟溫度成正相關，即導體越熱電阻越大，在電流不變的情況下，發熱功率也會變大，如此循環直到達到平衡。
本案例主要講解了通電銅排在空氣中的溫升仿真計算。通過ANSYS workbench中的Maxwell仿真軟件，使用Maxwell中的電磁和icepak模塊的耦合，計算得到通電銅排的溫升結果.
主要講解該案例的具體操作方法，包括建模、Maxwell模塊和ICepak模塊的詳細操作步驟；以及相關參數的設置；
問題描述：假設有三根銅排，每根銅排通過有效值為1000A的50Hz的交流電，相鄰兩相間的相位差為120°，考察這三根排在空氣中的溫升情況。
1.首先建立模型
分析的模型為三個銅排，那么著時候就可以采用簡化方法了，在Maxwell的2D中建立三根銅排，如圖所示 ，模型為2維截面
2. 建立相應的電流和邊界條件
如圖所示，選擇三個矩形，添加parallel current，可以將三個斷面考慮成一個導體，自動考慮并聯效果，這樣就有了已知總電流的情況下，其集膚效應的影響，導致的電流分布不均勻現象。
展開 此案例是早年間做的一個電子連接器的溫升仿真。
假定電子連接器是由不同材料組成的一個整體。具體傳熱流程見下流程圖。最后得出的金屬外殼的溫度上升度即電子連接器的溫升。
30PIN電子連接器溫升案例：
有三種載荷情況：
載荷1：4-pin上施加3A的電流，其它26-pin施加0.5A的電流
載荷2：4-pin上施加2.5A的電流，其它26-pin施加0.5A的電流
載荷3：4-pin上施加2A的電流，其它26-pin施加0.5A的電流
算出的結果如下：
與試驗結果對比表如下：
誤差分析：
載荷1=(27.103-26.683)/27.103=1.55%
載荷2=(24.959-24.233)/24.233=3%
載荷3=(23.973-19.179)/23.973=20%
總結：低電流的電子連接器溫升仿真很容易實現，但是需要注意的是因為低電流的電子連接器發熱較低，其在測試過程中的自然對流系數會比大電流連接器要小一些。
展開 如何在設計之初就能準確評估產品的載流能力（即評估其溫升能力），是連接器行業亟需解決的技術難題。本文針對載流能力設置為200A的載高壓連接器進行詳細的電流溫升仿真，計算此連接器在各種電流載荷下的溫升數據，與實驗溫升結果一一對應，可知此評估方式可靠、準確。
采用CAE仿真工具，可以得出較精確的溫升分析結果。
下面的例子是電動乘用車中應用的載流能力最高等級-200A高壓大電流連接器，對其進行載流能力仿真，并與測試結果進行了詳細對比。
溫升仿真的CAE模型
核心端子處的電流密度分布圖
核心端子處的溫度分布云圖
展開 5.溫升計算
電氣設備中需要考慮通電導體在短路電流下的的溫升情況，所以采用相同方式將電磁的結果和瞬態溫度的分析進行耦合，查看結果是否符合要求
溫升的設置方法和結構分析類似，同樣需要考慮時間步的對應一致，瞬態熱分析在短時間內可以忽略散熱的影響，僅僅需要考慮發熱量和比熱容的關系即可，采用公式：發熱功率*time=cmT，即發熱量全部轉化為質量的溫升
計算結果如圖所示，通過溫度結果可以看到溫度在短時間內和電流功率分布一致，兩側溫升較大，同時可查看溫升和時間的關系如圖所示。
6.穩態溫升
導體在正常通電情況下根據標準需要考慮其穩態溫升，該分析可以采用Maxwell的渦流分析獲取功耗，如圖所示
采用fluent中進行耦合場仿真，考慮周圍空氣的散熱情況，自動計算空氣的對流散熱，最終計算的溫升如圖所示。通過流體動力學的方式其溫度結果并且可以查看空氣流動的方向和流通的速度。
ANSYS作為一款結構、電磁、溫升、流體、耦合場分析軟件在各行各業有著廣泛的應用，而只要掌握其方法就可以在實際工作中對產品仿真產生事半功倍的效果。
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本次大會工業裝備行業分會場將聚焦前沿的仿真技術，如基于optiSLang的多目標優化仿真，幫助客戶預測產品溫升；仿真助力電動垂直起降飛行器（eVTOL）研發；利用仿真分析磁共振成像超導磁體和梯度線圈；以及仿真在電磁冶金工藝優化中的應用等。眾多行業專家和企業代表將分享他們的最新研究成果和實踐經驗，為參會者帶來新的思路和解決方案。
另外ansys中的iceapk軟件就是基于fluent的另一個軟件，后臺計算相同，前處理主要適用于箱體及線路板一類的溫升仿真分析，可以根據需要選擇方便的元器件
3. CFX計算溫升
使用ANSYS CFX進行溫升分析，CFX是另一個強大的流體動力學仿真軟件，特別適用于處理復雜流動和傳熱問題。
4） 電機溫升計算
? 電機總成在不同工況下的瞬態溫升仿真。
5） 電機電磁-熱-流耦合分析
? 單向、雙向耦合迭代。
了解更多電機快速數字設計方案：http://jsform2.com/web/formview/663909c775a03c2416365ebc
5 實測產品表面溫升
5.1 熱耦測試法
搭建線路測試產品溫升，施加和仿真同樣的功耗，使用熱耦電阻溫度傳感器測試產品外殼表面3個不同位置的高溫和室溫的溫升情況，見圖11。溫升測試結果見表1,室溫下(25℃)測試產品底板表面溫度由室溫上升至67.5℃達到穩定。105℃下測試產品底板表面溫度由室溫上升至113℃達到穩定。
Kumberg等［69］ 建立了考慮極片內多孔結構的微觀傳熱傳質模型，對不同厚度的濕電極烘干工藝過程進行了詳細研究，并通過實驗驗證了濕電極內溶劑質量和電極溫升的仿真結果，基于宏觀、微觀傳熱傳質的仿真原理如圖7（a）所示。
03
油膜溫升仿真結果及分析
柱塞工作過程中, 油膜摩擦產熱主要與油膜壓力、接觸壁面溫度和柱塞運動速度有關, 文中研究了這3個參數單一變化時對油膜溫度上升的影響。
5.3圓柱試樣黏滯生熱仿真分析
5.4沙漏試樣黏滯生熱仿真分析
06
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基于自熱溫升的橡膠疲勞仿真
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65℃,LED1的仿真溫升遠超40℃的要求,故Ⅰ型氛圍燈PCB不符合仿真溫度要求?需要改進設計并借助仿真來論證設計的合理性?
尺寸對氛圍燈
